עקרון חימום מנוע צעד וטכנולוגיית בקרת תהליכי האצה והאטה

עקרון יצירת החום שלמנוע צעד.

 

 

1, בדרך כלל רואים כל מיני מנועים, הפנימיים הם ליבת ברזל וסליל מתפתל.לסליל יש התנגדות, כאשר הוא מופעל על ידי אנרגיה ייצר הפסד, גודל ההפסד פרופורציונלי לריבוע ההתנגדות והזרם, המכונה לעתים קרובות הפסד נחושת. אם הזרם אינו גל DC או סינוס סטנדרטי, ייצר גם הפסד הרמוני; לליבה יש אפקט היסטרזיס של זרם מערבולת, ובשדה מגנטי מתחלף ייצר גם הפסד, גודלו וחומרו, הזרם, התדר והמתח נקראים הפסד ברזל. הפסד נחושת ואובדן ברזל יבואו לידי ביטוי בצורת חום, ובכך יפגעו ביעילות המנוע. מנועי צעד בדרך כלל שואפים לדיוק מיקום ופלט מומנט, היעילות נמוכה יחסית, הזרם בדרך כלל גדול יחסית, ורכיבי ההרמוניה גבוהים, ותדירות הזרם משתנה גם היא עם המהירות, ולכן מנועי צעד בדרך כלל מתחממים, והמצב חמור יותר ממנוע AC רגיל.

2, טווח סביר שלמנוע צעדחוֹם.

מידת הבידוד הפנימי של המנוע תלויה בעיקר ברמת הבידוד הפנימית. ביצועי הבידוד הפנימי בטמפרטורות גבוהות (130 מעלות ומעלה) לפני שהוא נהרס. לכן, כל עוד הטמפרטורה הפנימית לא תעלה על 130 מעלות, המנוע לא יאבד את הטבעת, וטמפרטורת פני השטח תהיה מתחת ל-90 מעלות בשלב זה.

לכן, טמפרטורת פני השטח של מנוע הצעד היא 70-80 מעלות צלזיוס, וזה נורמלי. שיטת מדידת טמפרטורה פשוטה שימושית באמצעות מדחום נקודתי, ניתן גם לקבוע באופן גס: אם יד יכולה לגעת יותר מ-1-2 שניות, לא יותר מ-60 מעלות; אם יד יכולה לגעת בלבד, כ-70-80 מעלות; כמה טיפות מים מתאדות במהירות, זה יותר מ-90 מעלות.

3, מנוע צעדחימום עם שינויי מהירות.

בעת שימוש בטכנולוגיית הנעת זרם קבוע, מנועי צעד במהירות סטטית ונמוכה, הזרם יישאר קבוע כדי לשמור על תפוקת מומנט קבועה. כאשר המהירות גבוהה עד לרמה מסוימת, פוטנציאל הנגד הפנימי של המנוע עולה, הזרם יירד בהדרגה, וגם המומנט יירד.

לכן, תנאי החימום עקב אובדן נחושת יהיו תלויים במהירות. מהירות סטטית ומהירות נמוכה בדרך כלל מייצרות חום גבוה, בעוד שמהירות גבוהה מייצרת חום נמוך. אך שינויי אובדן הברזל (אם כי חלקם קטן יותר) אינם זהים, וחום המנוע בכללותו הוא סכום השניים, כך שהאמור לעיל הוא רק המצב הכללי.

4, השפעת החום.

למרות שחום המנוע בדרך כלל אינו משפיע על חיי המנוע, רוב הלקוחות אינם צריכים לשים לב אליו. אך הדבר עלול לגרום להשפעה שלילית מסוימת. מקדמי התפשטות תרמית שונים של החלקים הפנימיים של המנוע מובילים לשינויים במאמץ המבני, ושינויים קטנים במרווח האוויר הפנימי משפיעים על התגובה הדינמית של המנוע, ובמהירות גבוהה קל לאבד את הקצב. דוגמה נוספת היא שבמקרים מסוימים לא ניתן לאפשר חום מוגזם של המנוע, כגון ציוד רפואי וציוד בדיקה מדויק וכו'. לכן, יש צורך לשלוט בחום המנוע.

5, כיצד להפחית את חום המנוע.

הפחתת ייצור חום נועדה להפחית אובדן נחושת ואובדן ברזל. הפחתת אובדן נחושת בשני כיוונים, הפחתת ההתנגדות והזרם, מה שמחייב בחירת התנגדות וזרם מדורג קטנים ככל האפשר של המנוע. במנוע דו-פאזי, ניתן להשתמש במנוע בטור ללא מנוע מקבילי. אך לעיתים קרובות זה סותר את דרישות המומנט והמהירות הגבוהה. עבור המנוע הנבחר, יש לנצל במלואן את פונקציית בקרת חצי הזרם האוטומטית ואת פונקציית הלא מקוונת של ההינע, כאשר הראשונה מפחיתה אוטומטית את הזרם כאשר המנוע במנוחה, והשנייה פשוט מנתקת את הזרם.

בנוסף, מנוע חלוקה לחלוקה, מכיוון שצורת הגל הנוכחית קרובה לסינוסואידית, פחות הרמוניות, וגם חימום המנוע יהיה פחות. ישנן מספר דרכים להפחית את אובדן הברזל, ורמת המתח קשורה לכך. למרות שמנוע המונע על ידי מתח גבוה יביא לשיפור במאפייני המהירות הגבוהה, הוא גם מביא לעלייה בייצור החום. לכן עלינו לבחור את רמת מתח ההינע הנכונה, תוך התחשבות במהירות הגבוהה, החלקות והחום, הרעש ומדדים אחרים.

טכניקות בקרה לתהליכי האצה והאטה של ​​מנועי צעד.

עם השימוש הנרחב במנועי צעד, גם מחקר בקרת מנוע צעד הולך וגובר. אם פעימת המנוע משתנה מהר מדי בהתחלה או בתאוצה, הרוטור עקב אינרציה אינו עוקב אחר השינויים באות החשמלי, וכתוצאה מכך חסימה או אובדן צעד. בעצירה או האטה מאותה סיבה, הדבר עלול לגרום לצעידה חריגה. על מנת למנוע חסימה, אובדן צעד והחרגה, יש לשפר את תדירות העבודה ולהרים את בקרת המהירות של מנוע הצעד.

מהירות מנוע הצעדים תלויה בתדירות הפולסים, במספר שיני הרוטור ובמספר הפעימות. מהירותו הזוויתית פרופורציונלית לתדירות הפולסים ומסונכרנת בזמן עם הפולס. לכן, אם מספר שיני הרוטור ומספר הפעימות הריצות ודאיים, ניתן להשיג את המהירות הרצויה על ידי שליטה בתדירות הפולסים. מכיוון שמנוע הצעדים מופעל בעזרת מומנט סינכרוני, תדירות ההתנעה אינה גבוהה על מנת לא לאבד צעד. במיוחד ככל שההספק עולה, קוטר הרוטור גדל, האינרציה עולה, ותדירות ההתנעה ותדירות הריצה המקסימלית עשויות להיות שונות עד פי עשרה.

מאפייני תדר ההתחלה של מנוע הצעד מאפשרים למנוע הצעד לא להגיע ישירות לתדר ההפעלה, אלא תהליך הפעלה, כלומר, ממהירות נמוכה עולה בהדרגה למהירות הפעלה. כאשר לא ניתן להפחית את תדר ההפעלה באופן מיידי לאפס, המנוע עוצר, אלא תהליך ירידה הדרגתית במהירות גבוהה לאפס.

 

מומנט המוצא של מנוע הצעדים יורד עם עליית תדר הפולס. ככל שתדר ההתחלה גבוה יותר, מומנט ההתחלה קטן יותר, כך יכולת הנעת העומס ירודה יותר, ההתחלה תגרום לאובדן צעד, ובמהלך העצירה תתרחש ירידת זרם. כדי למנוע הצעדים להגיע במהירות למהירות הנדרשת ולא לאבד צעד או ירידת זרם, המפתח הוא לבצע את תהליך ההאצה, תוך ניצול מלא של מומנט ההאצה המסופק על ידי מנוע הצעד בכל תדר פעולה, ולא לחרוג ממומנט זה. לכן, פעולת מנוע הצעדים צריכה בדרך כלל לעבור שלושה שלבים של האצה, מהירות אחידה והאטה, תוך קצר ככל האפשר את זמן תהליך ההאצה וההאטה, וזמן המהירות הקבועה ארוך ככל האפשר. במיוחד בעבודה הדורשת תגובה מהירה, מנקודת ההתחלה ועד הסוף, זמן הריצה הנדרש להיות הקצר ביותר, מה שחייב לדרוש האצה, תהליך ההאטה הוא הקצר ביותר, בעוד המהירות הגבוהה ביותר היא במהירות קבועה.

 

מדענים וטכנאים בארץ ובחו"ל ערכו מחקרים רבים על טכנולוגיית בקרת המהירות של מנועי צעד, והקימו מגוון מודלים מתמטיים לבקרת תאוצה והאטה, כגון מודל אקספוננציאלי, מודל ליניארי וכו'. על סמך תכנון ופיתוח זה, מגוון מעגלי בקרה משפרים את מאפייני התנועה של מנועי צעד. לקידום טווח היישומים של מנועי צעד, תאוצה והאטה אקספוננציאלית לוקחות בחשבון את מאפייני המומנט-תדר הטבועים של מנועי צעד. הן כדי להבטיח שמנוע הצעד ימשיך בתנועה מבלי לאבד צעד, והן כדי לתת משחק מלא למאפיינים הטבועים של המנוע ולקצר את זמן מהירות ההרמה. אך עקב שינויים בעומס המנוע, קשה להשיג זאת, בעוד שתאוצה והאטה ליניאריות לוקחות בחשבון רק את המנוע בטווח קיבולת העומס של מהירות זוויתית ודופק ביחס פרופורציונלי. לא עקב תנודות במתח האספקה, סביבת העומס ושינוי במאפיינים, שיטת האצה זו היא קבועה. החיסרון הוא שהיא אינה לוקחת בחשבון באופן מלא את מומנט הפלט של מנוע הצעד. עם מאפייני שינוי המהירות, מנוע צעד יתרחש במהירות גבוהה.

 

זהו מבוא לעקרון החימום וטכנולוגיית בקרת תהליכי האצה/האטה של ​​מנועי צעד.

אם אתם רוצים לתקשר ולשתף איתנו פעולה, אל תהססו לפנות אלינו!

אנו פועלים בשיתוף פעולה הדוק עם לקוחותינו, מקשיבים לצרכיהם ופועלים על פי בקשותיהם. אנו מאמינים ששותפות שבה כולם מרוויחים מבוססת על איכות המוצר ושירות הלקוחות.